Salah satu komponen terpenting dan rumit dalam sistem PEF adalah ruang perawatan dimana pulsa tegangan tinggi diterapkan ke makanan. Atribut utama wadah pengolahan adalah kemampuannya untuk meminimalkan dampak aliran fluida, sekaligus memastikan medan listrik yang konsisten diterapkan ke semua elemen aliran. Membuat desain wadah pengolahan menjadi latihan penting dalam pengoptimalan sistem.
Sangat penting bahwa desain wadah pengolahan menghasilkan bidang yang konsisten di atas celah, dan sebisa mungkin kebal terhadap busur api (kerusakan listrik). Dua faktor dasar yang mempengaruhi desain dan operasi wadah pengolahan adalah konfigurasi fisik ruang, dan bahan elektroda serta isolator itu sendiri. Ada banyak desain chamber yang telah dikembangkan dan dipatenkan selama 20 tahun terakhir, tetapi pendekatan yang umum digunakan
19
adalah desain ruang aliran co-field, yang dikembangkan dan dipatenkan oleh Ohio State University.
Desain ini telah terbukti memberikan keseimbangan optimal antara aliran dan kebutuhan lapangan. Namun, satu atribut penting dari desain ini adalah bahwa untuk mempertahankan kekuatan medan yang konsisten, celah di mana bidang diterapkan harus proporsional dengan diameter pipa. Oleh karena itu, diameter pipa yang lebih besar, yang mendukung laju aliran yang lebih tinggi, membutuhkan tegangan pulsa yang lebih tinggi secara proporsional untuk mempertahankan kekuatan medan yang sama. Desain aliran co-field paling baik digunakan pada diameter pipa 5 cm, yang berarti ~ 200 KV pulsa (pada 40 KV / cm) - batas nominal untuk modulator solid-state, hard switched.
Di sebagian besar sistem PEF, tegangan diterapkan ke fluida di beberapa wadah pengolahan, yang digunakan dalam rangkaian (aliran fluida) saat fluida melewati sistem PEF. Hal ini memungkinkan waktu pengolahan yang diinginkan diterapkan ke laju aliran yang lebih cepat, pada frekuensi denyut yang lebih rendah, dan membantu memastikan bahwa setiap elemen aliran menerima kekuatan dan durasi medan yang diinginkan, untuk pengolahan yang lebih konsisten.
a b
Gambar 2.8 Treatment Chamber (a) Tampak Depan, (b) Tampak Samping
Semua wadah pengolahan PEF memiliki dua elemen utama - elektroda, yang merupakan konduktor yang melewatkan tegangan listrik ke dalam cairan yang sedang diproses, dan isolator di antara elektroda ini, yang menjaga 'celah' antara elektroda, salah satu treatment chamber ditunjukkan pada gambar 2.8.
20
Isolator adalah aspek paling sederhana dari desain ini. Penelitian substansial telah dilakukan di dunia tegangan tinggi, untuk radar, distribusi daya, dan aplikasi lain, untuk mengkarakterisasi kemampuan isolator dan mekanisme kegagalan. Ada beberapa isolator dari populasi yang diketahui ini yang merupakan bahan kelas makanan, yang memungkinkan penggunaannya di ruang perawatan PEF. Kuncinya adalah dengan menggunakan material yang dapat menahan tekanan listrik di dalam ruang perawatan serta tekanan mekanis yang dikenakan dengan menggerakkan elektroda dengan cepat (karena gaya elektromagnetik yang diterapkan selama setiap pulsa).
Elektroda, di sisi lain, masih merupakan area penelitian aktif. Elektroda PEF awal dibuat dari stainless steel, dengan tujuan untuk menghindari kontaminasi produk yang diolah oleh bahan non-makanan. Sayangnya, elektroda awal ini memiliki masa hidup yang sangat singkat - arus listrik akan mengikisnya dengan sangat cepat, dan mereka juga mengembangkan endapan pada permukaan elektroda, yang bertindak sebagai isolator listrik. Studi awal ini melaporkan masa pakai elektroda mulai dari sepuluh hingga ratusan jam. Ketika elektroda perlu diganti, biaya tidak hanya biaya elektroda, tetapi biaya waktu henti sistem untuk penggantian elektroda dan biaya pembersihan seluruh jalur proses sebelum operasi dapat dilanjutkan. Sejak sistem PEF awal di tahun 1980-an, banyak penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan ruang perawatan dengan masa pakai operasional yang diperpanjang, mendukung pengoperasian sistem PEF yang diperpanjang dan berkelanjutan baik dalam aplikasi R&D maupun komersial.
Faktor terakhir yang terkait dengan desain wadah pengolahan dan masa pakai adalah anodisasi / pengendapan material pada elektroda positif. Ini adalah argumen utama untuk denyutan bipolar: mengubah polaritas pulsa yang diterapkan di wadah pengolahan dapat mencegah molekul mengendap pada elektroda positif (karena ini menjadi elektroda negatif pada denyut berikutnya).
Ada dua sumber deposisi potensial pada elektroda - katoda, dan cairan itu sendiri.
Sulit untuk membayangkan bahwa anodisasi yang sebenarnya dapat menjadi masalah dalam sistem PEF - aliran cairan di dalam ruang akan mengangkut ion apa pun dari katoda keluar dari wadah sebelum mereka mengendap di anoda.
Karena PEF adalah sistem lintasan tunggal, kecil kemungkinan ion-ion ini
21
menempel kembali. Efek yang lebih mungkin adalah protein dan molekul terionisasi lainnya di dalam deposit cairan pada elektroda, terutama di area dengan kekuatan medan tinggi. Bukti anekdotal untuk ini tersebar luas, tetapi terutama terkait dengan elektroda dengan permukaan yang sangat kasar (seperti elektroda grafit yang digunakan dalam sistem PEF awal). Data terbaru menunjukkan bahwa pengoperasian dengan pulsa yang lebih pendek pada frekuensi pulsa yang lebih tinggi meminimalkan efek ini.
2.6 Timer
Timer atau kepanjanganya Time Delay Relay adalah sebuah komponen elektronik yang dibuat untuk menunda waktu yang bisa disetting sesuai range timer tersebut, dengan memutus sebuah kontak relay yang biasanya digunakan untuk memutus atau menyalakan sebuah rangkaian kontrol. Timer ini biasanya digunakan sebagian besar dunia industri, yang dirangkai dengan berbagai komponen elektronik juga seperti kontaktor, TOR / Overlaod , dan juga push button untuk rangkian kontrol pendukung. Timer berfungsi untuk menunda waktu, secara garis besar biasanya digunakan pada rangkian star delta yang memilliki tunda waktu untuk pergantian dari star ke delta. Agar mengurangi lonjakan arus yang besar, jadi diwaktu tunda dahulu sekiranya motor sudah stabil maka waktu tercapai oleh timer dan pindah ke delta.
Timer memiliki 2 jenis yaitu secara mekanik dan secara elektronik:
• Timer Mekanik, pemasangan ditempatkan diatas kontaktor jadi timer tersebut akan bekerja jika kontaktor bekerja dan menarik tuas timer mekanik tersebut, baru timer tersebut menghitung waktu on (Delay On)
• Timer Elektronik, timer ini pesangan menggunakan socket ditarus pada omega ril / din rail dan diatas socket baru timer dipasang, timer ini biasanya mempunyai kaki 8 , dengan 2 kontak NO / NC + Common dan coil 1.
Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain. Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi
22
peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu. Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik.
Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu. Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisian kapasitor. Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus.